সিলিকন কার্বাইড (সিআইসি) সিরামিকগুলি তাদের ব্যতিক্রমী কঠোরতা, উচ্চ তাপমাত্রার স্থায়িত্ব এবং অসামান্য পরিধান প্রতিরোধের জন্য ব্যাপকভাবে স্বীকৃত। তাদের মধ্যে,চাপহীন সিন্টারড সিলিকন কার্বাইড (এসএসআইসি)এটি চরম শিল্প পরিবেশে ব্যবহৃত সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ উন্নত কাঠামোগত সিরামিক।
যাইহোক, SSiC এর চূড়ান্ত কঠোরতা একটি নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য নয়। এটি শক্তিশালীভাবে প্রভাবিত হয়গঠনের পদ্ধতি, সিন্টারিং শর্ত, কাঁচামালের বৈশিষ্ট্য এবং মাইক্রোস্ট্রাকচারাল বিবর্তন.
এই নিবন্ধটি SSiC কঠোরতা প্রভাবিত মূল কারণগুলি পদ্ধতিগতভাবে বিশ্লেষণ করে এবং উপাদান বিজ্ঞান দৃষ্টিকোণ থেকে অন্তর্নিহিত প্রক্রিয়াগুলি ব্যাখ্যা করে।
চাপহীন সিনট্রেশনে, ঘনত্ব সম্পূর্ণরূপেসবুজ রঙের বডি প্যাকিং ঘনত্বসিন্টারিংয়ের আগে। উচ্চতর এবং আরও অভিন্ন প্যাকিং সিন্টারিংয়ের পরে কম পোরোসিটি এবং উচ্চতর কঠোরতা নিয়ে আসে।
গঠনের পদ্ধতি দ্বারা কঠোরতা র্যাঙ্কিং
আইসোস্ট্যাটিক প্রেসিং ≥ শুকনো প্রেসিং > এক্সট্রুশন > স্লিপ কাস্টিং
সিআইপি সমস্ত দিকের মধ্যে অভিন্ন চাপ প্রদান করে, যার ফলেঃ
- সর্বোচ্চ এবং সর্বাধিক অভিন্ন সবুজ ঘনত্ব
- সিন্টারিংয়ের সময় সর্বনিম্ন অভ্যন্তরীণ চাপ
- সর্বনিম্ন ত্রুটি ঘনত্ব
- সর্বোচ্চ চূড়ান্ত কঠোরতা স্থিতিশীলতা
শুকনো প্রেসিং শিল্প উৎপাদনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় কিন্তু দেখায়ঃ
- ঘর্ষণ এবং চাপ হ্রাসের কারণে ঘনত্বের গ্রেডিয়েন্ট
- মাইক্রোস্ট্রাকচারে সামান্য অ্যানিসোট্রপি
- সিআইপির তুলনায় মাঝারি কঠোরতা
এক্সট্রুশন রড এবং টিউবগুলির জন্য উপযুক্ত তবে এটি চালু করেঃ
- উচ্চতর বাঁধক সামগ্রী (৫% ১৫%)
- ডি-বন্ডিংয়ের পর অবশিষ্ট পোরোসিটি
- প্রবাহ-প্ররোচিত কণা ওরিয়েন্টেশন
- সামগ্রিক কঠোরতা কম
স্লিপ কাস্টিং ক্যাপিলারি ডিহাইড্রেশনে নির্ভর করেঃ
- প্যাকিংয়ের সর্বনিম্ন ঘনত্ব
- সিন্টারিংয়ের পরে উচ্চতর পোরোসিটি
- তুলনামূলকভাবে কম যান্ত্রিক কঠোরতা
SSiC এর কঠোরতা মূলত তিনটি মাইক্রোস্ট্রাকচারাল পরামিতি দ্বারা নির্ধারিত হয়ঃ
- ঘনত্ব (পোরোসিটি স্তর)
- শস্যের আকার
- শস্যের অখণ্ডতা
পোরোসিটি স্ট্রেস কনসেন্ট্রেশন সেন্টার হিসাবে কাজ করে, কঠোরতা হ্রাস করে। উচ্চতর ঘনত্ব মানেঃ
- বড় কার্যকর লোড বহনকারী এলাকা
- হ্রাসপ্রাপ্ত ফাটল শুরু
- উচ্চতর পরিমাপ করা ভিকার্স কঠোরতা
ছোট শস্যগুলি কঠোরতা বাড়ায় কারণঃ
- শস্য সীমানা ব্লক dislocation আন্দোলন
- একক ভলিউম প্রতি আরো সীমানা বিকৃতি প্রতিরোধের বৃদ্ধি
- ক্র্যাকের বিস্তার কার্যকরভাবে দমন করা হয়
উচ্চ তাপমাত্রায় সিনট্রেটিং স্ফটিকের সম্পূর্ণতা উন্নত করেঃ
- উপ-শস্যের সীমানা দূর করে
- অভ্যন্তরীণ ত্রুটি হ্রাস করে
- স্থিতিশীল ফাটল ছড়িয়ে পড়া পথ তৈরি করে
- কঠোরতার ধারাবাহিকতা বাড়ায়
চাপহীন SSiC সাধারণত প্রয়োজন>২০০০°সিসম্পূর্ণ ঘনত্বের জন্য।
২১৫০-২২০০°সি
এই দূরত্বেঃ
- ঘনত্ব > ৯৬%
- কঠোরতা ≥ 23 GPa
- খুব নিচেঃঅসম্পূর্ণ ঘনত্ব, কম কঠোরতা
- সর্বোত্তম পরিসীমাঃসূক্ষ্ম শস্য + উচ্চ ঘনত্ব
- খুব বেশি:শস্যের রুক্ষতা, সিআইসি বিভাজন, কঠোরতা হ্রাস
বোরন ছড়িয়ে পড়া এবং ঘনত্ব বাড়ায়।
- পছন্দসইঃ B বা B4C
- এড়িয়ে চলুনঃ বিএন (দুর্বল শস্য সীমানা পর্যায়ে গঠন করে)
কার্বন একাধিক ভূমিকা পালন করে:
- পৃষ্ঠের SiO2 অমেধ্য দূর করে
- শস্যের বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রণ করে
- ঘনত্বের অভিন্নতা বাড়ায়
জৈব কার্বন উত্স (যেমন, ফেনোলিক রজন) কার্বন ব্ল্যাকের চেয়ে ভাল বিতরণ প্রদান করে, যার ফলে উচ্চতর চূড়ান্ত কঠোরতা হয়।
- সূক্ষ্ম পাউডার (<0.6 μm) → উচ্চতর পৃষ্ঠ শক্তি → ভাল সিনট্রেটিং
- ফলাফল উচ্চতর ঘনত্ব এবং উচ্চতর কঠোরতা
সিন্টারিংয়ের সময় পৃষ্ঠের SiO2 অপসারণ করতে হবেঃ
- অতিরিক্ত অক্সিজেন কার্বন খরচ বৃদ্ধি করে
- চূড়ান্ত ঘনত্ব এবং মাইক্রোস্ট্রাকচার স্থিতিশীলতা প্রভাবিত করে
গঠনের পদ্ধতি নির্ধারণ করেঃ
- সবুজ দেহের ঘনত্ব
- অভিন্নতা
- সিন্টারিং সঙ্কুচিত আচরণ
এটি চূড়ান্ত পণ্যের কঠোরতা বন্টন নির্ধারণ করে।
চাপহীন সিলিকন কার্বাইডের কঠোরতা প্রক্রিয়াজাতকরণ এবং মাইক্রোস্ট্রাকচারের মধ্যে একটি জটিল মিথস্ক্রিয়া ফলাফল।
- সিন্টারিং তাপমাত্রা (2150 ∼ 2200°C)সর্বোত্তম কঠোরতা অর্জনের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ
- অ্যাডিটিভ নির্বাচন (বি + উপযুক্ত কার্বন উৎস)ঘনত্বের গুণমান সরাসরি নির্ধারণ করে
- গঠনের পদ্ধতি চূড়ান্ত কঠোরতা র্যাঙ্কিং নিয়ন্ত্রণ করে (সিআইপি সর্বোচ্চ, স্লিপ কাস্টিং সর্বনিম্ন)
- উচ্চ কার্যকারিতা SSiC এর জন্য সূক্ষ্ম গুঁড়া এবং অভিন্ন সবুজ ঘনত্ব অপরিহার্য
এই পরামিতিগুলি অপ্টিমাইজ করার মাধ্যমে, শিল্প SSiC সিরামিকগুলি চরম পরিবেশে উচ্চতর কঠোরতা, পরিধান প্রতিরোধের এবং দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতা অর্জন করতে পারে।
